Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 12.Exercício - Ex. 6
12.6. a) Qual é o módulo, a direção e o sentido da força gravitacional resultante exercida pelas outras esferas sobre a esfera uniforme de 0,100 kg indicada na Figura 12.31? Os centros das três esferas estão sobre a mesma linha reta. b) De acordo com a terceira lei de Newton, a esfera de 0,100 kg exerce forças iguais e opostas com o mesmo módulo encontrado na parte (a) sobre cada uma das outras duas esferas?
Passo 1
Vamos começar analisando a figura
Bem, as bolas se atraem uma à outra, logo a linha de ação da força está na mesma direção que a linha tracejada na figura, ela cruza todos os centros gravitacionais das bolas.
Vamos lembrar de como se calcular a força de atração gravitacional
Onde e são as massas, é a distância entre os centros de gravidade dos corpos e é a constante gravitacional universal
Passo 2
Agora que já sabemos a direção da força, temos que calcular o módulo e o sentido. Bom para começar a calcular vamos definir que o sentido positivo é para à direita.
A gente quer saber somente das forças exercidas na esfera de , então a força que vamos calcular é a força de interação entre a esfera da esquerda e a esfera do meio somado com a força de interação entre a esfera do meio e a da direita.
Agora é só calcular o módulo
Mas como a gente tinha adotado a direita como sentido positivo, e o módulo resultante deu negativo, então significa que o sentido é para a esquerda. Então
Módulo:
Direção: A linha tracejada da figura
Sentido: Para esquerda
Passo 3
Agora a gente tem que responder o item b), que fala sobre a terceira lei de Newton, vamos lembrar o enunciado dela.
“Para toda ação sobre um objeto, em resposta à interação com outro objeto, existirá uma reação de mesmo valor e direção mas com sentido oposto.”
Olha só, o enunciado da lei nos diz que a reação acontece para a interação com um outro objeto, mas no caso do item (a), nós calculamos para a interação com dois objetos, logo a resposta para o item (b) é : Não.
Resposta
- Módulo:
- Não
Direção: A linha tracejada da figura
Sentido: Para esquerda